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小海子水库干渠隧道爆破专项施工方案巧家县小海子水库灌区工程
湖南水总水电建设集团有限公司崇溪分干渠一标段标项目部
崇溪分干渠总长12.406km,从从小海子水库总干渠7+550处分水口取水，途径小火塘、核桃坪、水平子，通过卡鸡渡槽后引入已建的和花堰低沟，并在和花堰低沟渠首建荷花堰取水坝。分干渠包括明渠长6.504km、7座隧洞共长5.820km、1座渡槽长0.054km、陡坡长0.028km，其中，本标段包括小火塘隧洞(隧洞竣工净断面尺寸为1.5m×1.8m);核桃坪隧洞（隧洞竣工净断面尺寸为1.7m×2.2m）；大白路隧洞(隧洞竣工净断面尺寸为1.5m×1.8m)。
隧洞位于渠首里程0+000〜0+352m段，隧洞长352m，其工程地质分段说明如下：
1、里程0+000〜0+050.2m，长50.2m。进口自然坡度10°〜27°,局部为小陡坎，坡面为第四系残坡积砂壤土夹碎石覆盖，进口前为残坡积砂壤土夹碎石，推测厚2〜3.5m,在局部低洼处稍后约4〜5m,胶结较差。下覆基岩为二迭系上统峨嵋山组（P2P)灰至深灰色玄武岩；洞段埋深3〜16m,岩体强至弱风化，呈碎裂结构。进口段围岩稳定性差。易产生坍塌变形或冒顶，施工中应边挖边支护和衬砌。施工中可能遇地下水TBT3223.1-2010标准下载，须设排水措施。
围岩类别V〜IV类，建议围岩物理力学参数：
Y=2.35〜2.45g/cm3 tgΦ=0.35〜0.45 E=(0.15〜0.3)X104MPa fk=l.5〜2
ko=50〜80kg/cm3
2、里程0+050. 2〜0+320m,长269.8m。
本段隧洞埋深14〜71m,围岩为弱风化灰至深灰色玄武岩，柱状节理较不发育，呈块状结构，围岩稳定性较差，易产生坍塌变形，建议作防渗和衬砌处理。岩层走向N5°W,倾向NE,倾角18°。隧洞施工中可能有滴点状或线状地下裂隙水，局部可能沿顶掉块或小坍塌，
应及时支护,支护方案采取工“14#”钢支撑，断面尺寸祥见图纸。
围岩类别III类，建议围岩物理力学参数：
Y=2.45〜2.55g/cm3tg=0.5〜0.55E=(0.2〜0.4)X104MPafk=2〜2.5
k0=70〜100kg/cm3。
3、里程0+320〜0+352m,长32m。
出口段坡度21°〜39°，平缓地段表层为第四系残坡积砂质粘土含碎石覆盖，厚0〜3米，陡崖段基岩裸露，岩层倾向山外,倾角较缓，坡体稳定。洞段埋深3〜22米，围岩为二迭系上统%蛾眉山组（P2e)灰至深灰色玄武岩，岩层走向N5°W,倾向NE，倾角18°。围岩稳定性差，易产生坍塌变形，施工中应边挖边支护，施工中须设排水措施。
围岩类别III类，建议围岩物理力学参数：
Y=2.45〜2.55g/cm3 tg4Φ=0.5〜0.55 E二(0.2〜0.4)X104MPafk=2〜2.5
k0=70〜100kg/cm3。
隧洞位于渠道里程1+089〜2+870m段，其工程地质分段说明如下：
第一段：平距0〜41.8m,长41.8m。
自然坡度30〜45°，基岩裸露,为二叠系上统蛾嵋山组致密状玄武岩，岩体产状走向北30°东，倾向南东，倾角28°，节理裂隙较发育，强风化下限6.3〜8.5m，洞段围岩强〜弱风化，进口边坡较稳定。洞段垂向埋深12〜30m，洞轴线与岩层走向角68°，玄武岩岩体较破碎，掘进中局部可能会发生坍塌，需作支护或及时衬砌。建议进口明挖坡比1:0.5〜1:0.75。
围岩类别IV类，建议围岩物理力学参数：
Y=2.35〜2.45g/cm3tgΦ=0.35〜0.45E=(0.15〜0.3)X104MPa
fk=l.5〜2kD=50〜80kg/cm3C=0.08〜O.15MPa。
第二段，洞身段：平距41.8〜1737.6m,长1695.8m。洞段围岩为二叠系上统蛾嵋山组致密状玄武岩，岩体柱状节理较不发育，围岩微风化,围岩稳定。岩层走向N30°E,倾向NW，倾角25°〜30°。隧洞垂向最大埋深约200m,—般埋深100〜150米。地下水位高于洞身顶板，掘进中局部可能遇裂隙水，需作好排水。在里程1417.8处，为隧洞转弯段，该洞段较长，以III类围岩为主，局部岩体柱状节理较发育，为IV类,建议局部支护衬砌处理。
围岩类别III类，局部IV类，建议围岩物理力学参数：
Y=2.6〜2.7g/cm3 tgΦ=0.6〜0.7E=(0.2〜0.4)X104MPafk=4〜6
k0=120〜150kg/cm3C=0.1〜0.2MPa。
第三段，出口段：平距1737.4〜1781m,长43.6m。
自然坡度43〜48°，进口洞脸边坡较稳定。地表基岩出露，为二叠系上统峨嵋山组致密状玄武岩，岩体走向N17°W,倾向NE,倾角25°,节理裂隙较发育，强风化下限4〜5m。洞段围岩强〜弱风化,洞轴线与岩层走向夹角55°，玄武岩体较破碎，掘进中局部可能坍塌，需作支护或及时衬砌。建议进口明挖坡比1:0.75〜1:1。
围岩类别IV类，建议围岩物理力学参数：
Y=2.35〜2.45g/cm3 tgΦ=0.35〜0.45E=(0.15〜0.3)X104MPa fk=l.5〜2 ko=50〜80kg/cm3C=0.08〜0.15MPa。
隧洞位于渠道里程3+406〜4+116m段，隧洞长719m,其工程地质分段说明如下：
第一段：平距0〜103.3m,长103.3m。
自然坡度10〜15°，表层为第四系残坡积覆盖，厚0.5〜1.5m，下伏基岩为二叠系上统蛾嵋山组致密状玄武岩，岩体产状走向N30°E,倾向SE，倾角35°，节理裂隙较发育，强风化下限6.3〜8.5m,洞段围岩强〜弱风化,进口边坡第四系较厚，开挖第四系易沿接触面进行滑动，较不稳定，需清除第四系后做喷锚支护处理。洞段垂向埋深8〜15m,洞轴线与岩层走向夹角85°,玄武岩岩体较破碎，掘进中局部可能会发生坍塌，需作支护或及时衬砌。洞脸边坡开挖易失稳，需及时护坡处理,并洞脸锁口后再进洞。建议进口明挖坡比1:0.5〜1:0.75。
围岩类别IV类，建议围岩物理力学参数：
Y=2.35〜2.45g/cm3 tgΦ=0.35〜0.45E=(0.15〜0.3)X104MPa fk=l.5〜2 ko=50〜80kg/cm3C=0.08〜0.15MPa。
第二段,洞身段：平距103.3〜730.9m,长527.6m。洞段围岩为二叠系上统峨嵋山组致密状玄武岩，岩体柱状节理较不发育，围岩微风化，围岩稳定。岩体走向N30°E,倾向SE,倾角25°〜30°。隧洞垂向最大埋深约120m,—般埋深80〜100米。地下水位高于洞身顶板，掘进中局部可能遇裂隙水,需作好排水。洞段岩体以III类围岩为主,局部柱状节理较发育,为IV类，建议局部支护衬砌处理。
建议围岩物理力学参数：
Y=2.6〜2.7g/cm3 tgΦ=0.6〜0.7E=(0.2〜0.4)X104MPafk=4〜6
k0=120〜150kg/cm3C=0.1〜0.2MPa。
第三段，出口段：平距730.9〜783.8m,长52.9m。
自然坡度40〜45°,出口洞脸自然边坡较稳定。据钻孔揭露:地表第四系覆盖层厚约0.5~2.6ra，下伏基岩为二叠系下统茅口组(P1M)灰岩，岩层走向N30°E,倾向SE，倾角25°，岩溶较发育，强风ft下限4〜7m。洞段围岩强〜弱风化,洞轴线与岩层走向夹角85°,岩体较破碎，掘进中局部可能坍塌，需作支护或及时衬砌。建议出口明挖坡比1:0.75〜1:1。
围岩类别IV类，建议围岩物理力学参数：
y=2.35〜2.45g/cm3 tgΦ=0.35〜0.45E=(0.15〜0.3)X104MPa fk=l.5〜2 ko=50〜80kg/cm3C=0.08〜0.15MPa。
1.3地面建筑及管线状况
隧道进出口附近均无建构筑物及管线，施工场地开阔，施工条件较好。
（1）属于山岭隧道，爆破条件较好。
（2）隧道地质除洞口段外岩石坚硬，完整，整体性好。
（3）隧道断面大，要求对爆破方法选择合理，便于实施。炮眼利用率在90%以上；光面爆破炮眼残痕率在85%以上；平均线性超挖不大于7cm，最大不超过10cm，相邻两循环炮眼台阶不大于10cm，局部欠挖小于0.1m2；最大欠挖小于5cm。
根据工程实际、工程要求、地质地形条件，确定设计原则为：
（4）对设计确定的钻爆参数进行现场爆破试验，以取得合理的爆破参数。爆破参数应根据地质地形条件及相应的爆破效果，适时调整、动态管理。
考虑以上设计原则，该工程应按总体施工组织分期实施。不同阶段对应不同的工作内容和施工方法。本设计主要针对适合采用钻爆法施工的主洞Ⅱ～Ⅴ级围岩地段进行爆破设计。
2.3爆破施工方案比较与选择
隧道施工方法应根据施工条件、围岩类别、埋置深度、断面大小以及环境条件等，并考虑安全、经济、工期等要求选择。选择施工方法时，应以安全为前提，综合考虑上述条件。当隧道施工对周围环境产生不利影响时，应把环境条件作为选择施工方法的重要因素。同时应考虑围岩变化时施工方法的适应性及其变更的可能性，以免造成工程失误和增加不必要的投资。
隧道施工方法有很多，大体上有全断面法、分部开挖法、导坑法和台阶法四大类，根据本工程实际情况结合我公司以前施工经验，本工程采用全断面法开挖。
3.1Ⅱ级围岩全断面法
3.1.1炮眼深度与循环进尺
炮眼深度2.5m，循环进尺为2～2.2m。
本设计选用手持式风动凿岩机，炮眼直径d=35mm。
周边眼沿隧道开挖轮廓线布置。炮孔间距E=55cm
根据K=E/W，K=0.688，则对于光面爆破取W=60cm。
辅助眼采用梅花型布置的方式,本设计取a=30cm、b=40cm。
上掏槽单孔药量为2.4kg，下掏槽单孔药量为2kg，一级掏槽孔单孔药量均为0.65kg。
周边眼的装药量主要根据炮眼间距、最小抵抗线和装药集中度确定。本设计取光面爆破装药集中度为0.27kg/m，单孔装药量为0.8kg。
辅助眼的装药量=3×1×1×0.67=2.01kg
填塞应采用分层捣实法进行，不得有空隙或间断。各炮眼应填塞足够长度的炮泥，除周边眼根据光面爆破，其他各炮眼填塞炮泥的长度不得小于40cm。
[（4）雷管段位分布简图：
3.5爆破振动强度的控制措施
根据围岩围岩地质及施工超挖情况，及时调整爆破振动，降低围岩的扰动深度，达到控制超挖及保证围岩稳定的目的，常采取以下措施：
（1）调整周边眼的装药结构，尽量采取分段间隔装药。
（2）控制周边眼炮孔齐爆个数，齐爆个数控制在8~10个为宜。
（3）利用孔内外微差控制其余炮孔的齐爆药量。
光面爆破与预裂爆破炮眼的钻凿技术要求高，操作难度大。因此，应注意对钻爆人员的合理调配。固定技术好的钻工进行光爆孔和预裂孔的钻凿作业。从布眼、钻孔、装药到爆破网络联接层层把关，责任到人。
周边眼分布在隧道轮廓的不同部位，高度、角度各不相同。配备合适的多功能简易钻孔台架非常关键。根据断面尺寸，利用钢管、网片制成简易拼装钻孔台架，可以快速拆卸，便于施工。
（3）炮眼深度及装填药量的控制
①炮眼深度。根据钻爆设计，钻眼深度严格按照设计进行施钻。
②清孔装药。装药前将炮孔内的石屑、杂物用水冲净。
③装药连线。严格按照装药结构图进行装药，药量应严格按照设计装填，炮泥填塞应分层捣实，填塞长度应满足设计要求。
④预裂孔、光面孔应按设计图纸钻凿在一个布孔面上，钻孔偏斜误差不超过1°。
⑤验孔、装药等应在现场爆破工程技术人员指导监督下由熟练爆破员操作。
⑦爆破。装药、连线结束后，经技术人员检查合格后，撤离人员和机械设备，最后引爆。
爆破工程的不安全因素主要有：空气冲击波、爆破有害气体、爆破飞石、爆破振动、早爆、盲炮以及塌方、冒顶等。每种不安全因素有其特点、影响范围和影响强度，均应根据现场情况，采取相应的安全措施。
DB3307／T 100-2019 长三角G60科创走廊“一网通办”专窗管理规范.pdf4.1空气冲击波、爆破有害气体与爆破飞石
隧道爆破产生的空气冲击波沿隧道传播时，比沿地面半无限空间的传播衰减要慢，故要求的安全距离也更大。爆破产生的有害气体也必须通过通风管道或隧道才能排出。爆破飞石的飞行方向无法准确预测，飞行距离难以准确计算，会给爆区附近的人员及设备造成严重威胁，特别是二次破碎爆破造成的事故更多，因此应加以严格控制和防范。爆破产生个别飞石的距离与爆破参数、填塞质量等因素有关。
（1）隧道爆破时，人员应在地面避炮。
（2）进洞阶段，沿洞口向外的爆破冲击波和飞石强度较大。应特别注意对洞口附近人员、建筑物和设施的防护，可在洞内悬挂胶帘，洞外布置防护挡墙。
（3）爆破后，应进行充分通风，保持爆破作业场所通风良好。
（4）采取控制爆破技术缩小危险区，合理确定爆破参数DB37 T2363标准下载，特别注意最小抵抗线的实际长度和方向，避免出现大的施工误差。
（5）将可移动设备撤出飞石影响区域。
爆炸材料（雷管或装药）比预期时间提前发生爆炸的现象称为早爆。对于本工程应采取以下措施防止早爆事故。